Question

（2012?山東模擬）A、B、C三種強電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子如下表所示：

陽離子	Na+、K+、Cu2+
陰離子	SO42-、OH-

如圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，電極均為石墨電極．

接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系圖如圖2．據(jù)此回答下列問題：
（1）M為電源的

負

極（填寫“正”或“負”）
電極b上發(fā)生的電極反應為

4OH^--4e-=2H₂O+O₂↑

；
（2）計算電極e上生成的氣體在標準狀態(tài)下的體積：

5.6L

；
（3）寫出乙燒杯的電解池反應

2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄

（4）若經(jīng)過一段時間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g，要使丙恢復到原來的狀態(tài)，加入的物質(zhì)是

CuO

質(zhì)量是

20g

．
（5）如果電解過程中B溶液中的金屬離子全部析出時，將電源電極反接，電解一段時間后，乙池中溶液的pH

不變

（填“增大”“減小”或“不變”），電極d上的反應是

Cu²⁺+2e-=Cu

．

Answer 1

分析：測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g，則乙中含有Cu²⁺，結(jié)合離子的共存可知，B為CuSO₄，丙中pH不變，則C為硫酸鈉或硫酸鉀，甲中pH增大，則A為KOH或NaOH，
（1）乙中c電極銅離子得電子，則c為陰極，即M為電源負極，則b為陽極，堿溶液中OH^-放電；
（2）e電極上氫離子放電生成氫氣，利用Cu～2e^-～H₂↑來計算；
（3）乙燒杯中為惰性電極電解硫酸銅溶液；
（4）要使丙恢復到原來的狀態(tài)，根據(jù)電解實質(zhì)和生成產(chǎn)物，需要加入氧化銅和生成硫酸反應，依據(jù)析出銅的質(zhì)量，結(jié)合Cu～H₂SO₄～CuO計算；
（5）如果電解過程中B溶液中的金屬離子全部析出時，電解質(zhì)為硫酸，將電源電極反接，銅在陽極溶解，溶液中氫離子在陰極放電，電解到電極銅全部失去電子，人員PH不變；

解答：解：測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g，則乙中含有Cu²⁺，結(jié)合離子的共存可知，B為CuSO₄，丙中pH不變，則C為硫酸鈉或硫酸鉀，甲中pH增大，則A為KOH或NaOH，
（1）乙中c電極銅離子得電子，則c為陰極，即M為電源負極，則b為陽極，堿溶液中OH^-放電，電極反應為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案為：負；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（2）e電極上氫離子放電生成氫氣，n（Cu）=

16g

64g/mol

=0.25mol，由Cu～2e^-～H₂↑可知生成標況下氫氣的體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案為：5.6L；
（3）乙燒杯中為惰性電極電解硫酸銅溶液，總反應為2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案為：2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（4）若經(jīng)過一段時間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g，要使丙恢復到原來的狀態(tài)，根據(jù)電解反應2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，需要加入CuO和生成的硫酸反應生成硫酸銅和水，得到Cu～H₂SO₄～CuO，n（Cu）=

16g

64g/mol

=0.25mol，n（CuO）=0.25mol，需要加入氧化銅質(zhì)量=0.25mol×80g/mol=20g；
故答案為：CuO；20g；   
（5）如果電解過程中B溶液中的金屬離子全部析出時，電解質(zhì)為硫酸，將電源電極反接，銅在陽極溶解，溶液中氫離子在陰極放電，電解到電極銅全部失去電子，人員PH不變；電極反應為Cu²⁺+2e-=Cu；
故答案為：不變； Cu²⁺+2e-=Cu；

點評：本題考查電解原理，明確發(fā)生的電極反應、電解反應及圖象的分析是解答本題的關(guān)鍵，注意利用乙推出各物質(zhì)及電源的正負極是解答的突破口，題目難度中等